KR101424529B1 - 차량용 범퍼빔 - Google Patents

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Abstract

차량용 범퍼빔이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔은 패널소재를 롤 포밍하여 일정한 형상으로 성형되는 차량용 범퍼빔에 있어서, 전면과 후면의 각 수직면에 요홈으로 이루어진 포밍홈이 형성되는 상부 폐단면; 전면과 후면의 각 수직면에 요홈으로 이루어지는 포밍홈이 형성되는 하부 폐단면; 및 상기 상부 폐단면과 하부 폐단면을 연결하는 연결부를 포함한다.

Description

차량용 범퍼빔{BUMPER BEAM FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 범퍼빔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 범퍼빔의 단면 구조를 개선하여 충돌성능을 향상시키고, 강성을 확보할 수 있도록 하는 차량용 범퍼빔에 관한 것이다.
일반적으로 차량에서의 범퍼는 차량이 다른 차량이나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화할 수 있도록 차체 전,후방에 설치되는 완충유닛이다.
이러한 범퍼는 차량의 전,후방에 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔이 크래쉬 박스를 통하여 차체측 사이드 멤버에 장착되고, 범퍼빔의 전방에는 충격력을 흡수하는 에너지 업소버가 배치되며, 범퍼커버가 상기 범퍼빔과 에너지 업소버를 감싸면서 설치된다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 범퍼빔(101; 프론트 범퍼의 경우)은 후방 양측에 크래쉬 박스(103; 또는 스태이)가 체결된 상태로, 차체 측의 사이드 멤버에 조립된다.
상기 범퍼빔(101)은 상부 중앙에 충돌성능의 확보 및 강성 보강과 충돌 시의 언더 라이딩 현상 등을 방지하기 위한 보강부재(105)가 설치된다.
그러나 종래의 범퍼빔(101)은 충돌성능조건을 만족하기 위해 보강부재(105)를 적용함에 따라 단품추가로 용접공정이 추가되고, 중량 측면에서도 불리한 단점이 있다.
이와 같이, 종래의 범퍼빔(101)은 유리한 충돌성능을 확보하기 위하여 주로 범퍼빔(101)의 내외부에 별도의 보강재를 추가하는 것으로, 중량, 공정, 원가 측면에서 불리한 단점이 있다.
또한, 종래의 범퍼빔(101)은 단면 구조상, 차량의 전면 충돌 시, 도 2에서 도시한 바와 같이, 센터부(C)에 과도한 충격에너지가 집중되어 센터부(C)의 변형이 과도하게 발생되는 단점이 있다.
본 발명의 실시 예는 2개의 폐단면으로 이루어지는 범퍼빔의 전면과 후면에 충격에너지의 분산과 곡률 성형 시에 곡률반경 내주면에 덴트의 발생을 방지할 수 있도록 요홈으로 이루어지는 포밍홈을 추가하여 충돌성능을 확보하고 품질문제를 해소할 수 있는 차량용 범퍼빔을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 패널소재를 롤 포밍하여 일정한 형상으로 성형되는 차량용 범퍼빔에 있어서, 전면과 후면의 각 수직면에 요홈으로 이루어진 포밍홈이 형성되는 상부 폐단면; 전면과 후면의 각 수직면에 요홈으로 이루어지는 포밍홈이 형성되는 하부 폐단면; 및 상기 상부 폐단면과 하부 폐단면을 연결하는 연결부를 포함하는 차량용 범퍼빔을 제공할 수 있다.
상기 패널소재의 양 단부는 상기 상부 폐단면과 하부 폐단면 각각으로부터 수직 절곡되어 상기 연결부의 후면에 용접될 수 있다.
또한, 상기 연결부는 상기 상부 및 하부 폐단면의 전면에 대하여 일정깊이로 절곡된 골부와, 상기 골부와 상기 상부 및 하부 폐단면을 각각 연결하며, 상기 상부 및 하부 폐단면의 전면과 동일면으로 형성되는 상측 상부 및 하측 상부로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 포밍홈은 곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 및 하부 폐단면의 각 전면에 형성되는 포밍홈의 곡률은 동일하고, 상기 상부 및 하부 폐단면의 각 후면에 형성되는 포밍홈의 곡률은 동일하나, 상기 각 전면과 각 후면에 형성되는 곡률은 다르게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 2개의 폐단면으로 이루어지는 범퍼빔의 전면과 후면에 각각 요홈으로 이루어지는 포밍홈을 추가하여 충격에너지의 분산과 곡률 성형 시에 곡률반경 내주면에 덴트의 발생을 방지할 수 있다.
이로 인해 충돌성능을 확보하고, 우수한 품질의 범퍼빔을 제공할 수 있다.
또한, 별도의 보강부재를 적용하지 않아도 됨에 따라 공정이 줄어들며, 중량 측면에서도 이점이 있다. 즉, 중량, 공정, 원가의 추가 없이도, 단면상에 포밍홈으로 강성을 보강하여 충돌성능에 대응할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔의 전방 충돌 시의 응력 분포도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 전방 충돌 시의 응력 분포도이다.
도 6은 본 발명과 종래 기술에 따른 범퍼빔의 전방 충돌 성능을 나타내는 표이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 단면도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔(1)은 패널소재를 롤 포밍하여 2개의 폐단면(F1,F2)을 갖는 롤 포밍 관재를 일정 곡률로 성형하여 형성된다.
상기 범퍼빔(1)의 후면 양측에는 각각 크래쉬 박스(3)가 설치되고, 양측 크래쉬 박스(3)를 통하여 프론트 사이드 멤버(미도시)에 조립된다.
상기 범퍼빔(1)은 패널소재를 롤 포밍하여 상부 폐단면(F1)과 하부 폐단면(F2)을 갖는 일정한 형상으로 성형된다.
상기 상부 폐단면(F1)은 대략 사각의 형상으로 형성되며, 전면(11)과 후면(13)에는 수직면에 요홈으로 이루어진 포밍홈(G1,G2)이 형성된다.
상기 하부 폐단면(F2)은 상기 상부 폐단면(F1)과 폭(W)이 같은 대략 사각의 형상으로 형성되며, 전면(21)과 후면(23)에 각각 수직면에 요홈으로 이루어지는 포밍홈(G3,G4)이 형성된다.
여기서, 상기 포밍홈(G1,G2,G3,G4)은 곡면으로 형성되는데, 상기 포밍홈(G1,G2,G3,G4)은 각각의 위치에 따라 곡면의 곡률(R1,R2)이 다르게 형성된다.
이때, 상기 상부 및 하부 폐단면(F1,F2)의 각 전면(11,21)에 형성되는 포밍홈(G1,G3)의 곡률(R1)은 서로 동일하고, 또한, 상기 상부 및 하부 폐단면(F1,F2)의 각 후면(13,23)에 형성되는 포밍홈(G2,G4)의 곡률(R2)은 서로 동일하나, 상기 상부 및 하부 폐단면(F1,F2)의 각 전면(11,21)에 형성되는 곡률(R1)과 각 후면(13,23)에 형성되는 곡률(R2)은 서로 다르게 형성될 수 있다.
즉, 상기 상부 및 하부 폐단면(F1,F2)의 각 전면(11,21)에 형성되는 곡률(R1)은 범퍼빔(1)의 충돌 강성을 확보하기 위한 것으로 곡률 반경이 작은 반면, 상기 상부 및 하부 폐단면(F1,F2)의 각 후면(13,23)에 형성되는 곡률(R2)은 범퍼빔(1)의 곡률 성형 시, 곡률 반경 방향의 내주면에 덴트의 발생을 방지하기 위한 것으로, 후면(13,23) 전체에 걸쳐 포밍홈(G2,G4)이 형성되도록 곡률 반경이 비교적 크게 형성된다.
이러한 상부 폐단면(F1)과 하부 폐단면(F2)은 상호 연결부(J)를 통하여 연결된다.
즉, 상기 연결부(J)는 상기 상부 및 하부 폐단면(F1,F2)의 각 전면(11,12)에 대하여 일정깊이로 절곡된 골부(31)와, 상기 골부(31)와 상기 상부 및 하부 폐단면(F1,F2)을 각각 연결하며, 상기 상부 및 하부 폐단면(F1,F2)의 전면(11,21)과 동일면으로 형성되는 상측 상부(33) 및 하측 상부(35)로 이루어진다.
또한, 상기 연결부(J)에는 상기 패널소재의 양 단부(41,43)가 용접되어 고정되는데, 상기 패널소재의 일 단부(41)는 상기 상부 폐단면(F1)으로부터 수직 절곡되어 상기 상측 상부(33)의 후면에 용접되고, 상기 패널소재의 타 단부(43)는 상기 하부 폐단면(F2)으로부터 수직 절곡되어 상기 하측 상부(53)의 후면에 용접된다.
이때, 상기 패널소재의 양 단부(41,43)는 스폿 용접(W)에 의해 용접되거나, 레이저 용접 또는 CO2 아크 용접 등에 의해 접합하여 고정할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼빔(1)은 도 5에서 도시한 바와 같이, 차량의 충돌성능시험에서, 센터부(C)의 변형이 도 2에서 도시한 종래의 범퍼빔(101)에 비하여 국부적으로만 작게 나타나는 결과로부터 개선된 충돌성능을 확인할 수 있다.
이는 종래 기술과 본 발명의 범퍼빔(1)에 대한 응력 분포 상, 종래 기술의 범퍼빔(101)은 센터부(C)에 응력이 집중되는 반면, 본 발명의 범퍼빔(1)은 응력이 센터부(C)의 주변으로 넓게 분포되어 전달되는 양상으로부터 기인한다.
한편, 도 6은 본 발명과 종래 기술에 따른 범퍼빔의 전방 충돌 성능을 나타내는 표로써, 본 발명의 범퍼빔(1)은 종래 기술의 범퍼빔(101)에 비하여 중량이 작은데도 불구하고, 변형량의 경우, 본 발명의 범퍼빔(1)이 종래 기술의 범퍼빔(101)에 비하여, 인트루젼(Intrusion) 변형량과 디플렉션(Deflection) 변형량이 현저히 작게 나타남을 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 범퍼빔 3: 크래쉬 박스
F1,F2: 상부 및 하부 폐단면 11,21: 전면
G1,G2,G3,G4: 포밍홈 13,23: 후면
J: 연결부 31: 골부
33,35: 산부 41,43: 단부
C: 센터부

Claims (8)

  1. 패널소재를 롤 포밍하여 일정한 형상으로 성형되는 차량용 범퍼빔에 있어서,
    전면과 후면의 각 수직면에 요홈으로 이루어진 포밍홈이 형성되는 상부 폐단면; 전면과 후면의 각 수직면에 요홈으로 이루어지는 포밍홈이 형성되는 하부 폐단면; 및 상기 상부 폐단면과 하부 폐단면을 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 패널소재의 양 단부는 상기 상부 폐단면과 하부 폐단면 각각으로부터 수직 절곡되어 상기 연결부의 후면에 용접되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는
    상기 상부 및 하부 폐단면의 전면에 대하여 일정깊이로 절곡된 골부와, 상기 골부와 상기 상부 및 하부 폐단면을 각각 연결하며, 상기 상부 및 하부 폐단면의 전면과 동일면으로 형성되는 상측 상부 및 하측 상부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 포밍홈은
    곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 폐단면의 각 전면에 형성되는 포밍홈의 곡률은 동일하고, 상기 상부 및 하부 폐단면의 각 후면에 형성되는 포밍홈의 곡률은 동일하나, 상기 각 전면과 각 후면에 형성되는 곡률은 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
  6. 패널소재를 롤 포밍하여 일정한 형상으로 성형되는 차량용 범퍼빔에 있어서,
    전면과 후면의 각 수직면에 요홈으로 이루어진 포밍홈이 형성되는 상부 폐단면;
    전면과 후면의 각 수직면에 요홈으로 이루어지는 포밍홈이 형성되는 하부 폐단면; 및
    상기 상부 폐단면과 하부 폐단면을 연결하며, 상기 상부 및 하부 폐단면의 전면에 대하여 일정깊이로 절곡된 골부와, 상기 골부와 상기 상부 및 하부 폐단면을 각각 연결하며, 상기 상부 및 하부 폐단면의 전면과 동일면으로 형성되는 상측 상부 및 하측 상부로 이루어져 상기 패널소재의 양 단부가 상기 상부 폐단면과 하부 폐단면 각각으로부터 각각 수직 절곡되어 상기 상부 및 하측 상부의 후면에 각각 용접되는 연결부;
    를 포함하는 차량용 범퍼빔.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 포밍홈은
    곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 폐단면의 각 전면에 형성되는 포밍홈의 곡률은 동일하고, 상기 상부 및 하부 폐단면의 각 후면에 형성되는 포밍홈의 곡률은 동일하나, 상기 각 전면과 각 후면에 형성되는 곡률은 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
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